印制式石墨烯基微型超级电容器的研究

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1、学校代码：10270分类号：0469学号：122200726上善作^夫營硕士学位论文印制式石墨烯基微型超级电容器的研究学院：数理学院专业：凝聚态物理研究方向：能源材料与器件研究生姓名•.肖毓秀指导教师：黄晶教授完成日期.•2015年4月论文独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研宂工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研宄成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均己在论文中做了明确的声明并表示了谢意。作者签名：矣減0香日期：JLO/J�,/.中论文使用授权声明本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权

2、保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名;；导师签本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合上海师范大学硕（博）士学位论文质量要求。答辩委员会签名：主席（工作单位、职称）：、她！、政if委员：7—7.导上海师范大学硕士学位论文摘要论文题目：印制式、石墨烯基微型超级电容器的研究学科专业：凝聚态物理学位申请人：肖毓秀导师：黄磊教授摘要微型超级电容器是一种基于电化学电容实现储能的微型能量存储器件，可作为能量存储单元应用于便携式电子器件中。目前，微型超级电容器的研究虽然有很大的进展，

3、但仍然存在基体选择性小、比电容量小、阻抗大和循环寿命短等缺点。因此，开发新型高效的柔性微型超级电容器成为当前研究者的工作热点。石墨烯是一种具有六角网状晶格的二维材料。在室温下，它具有大比表面积、高载流子迁移率、高导电性和高比容量等特点，是制备叉指结构微型超级电容器的重要材料之一，同时石墨烯的二维平面结构使其成为良好的修饰基体，能与多种半导体材料进行复合。本论文通过改进石墨烯材料和采用平面叉指构型，极大地缩短了电解液离子的传输距离，从而改善了石墨烯微型超级电容器的电容性能。首先，本文采用湿化学法制备还原氧化石墨烯（rGO）和磺化处理的还原氧化石墨烯（S-rGO）作为电极材料。通过表征分析

4、可知：S-rGO出现了很多褶皱和边缘卷曲现象，形成了一定的孔隙，从而有利于电解质的渗入，确保了其良好的电容性能，将得到的rGO和S-rGO配制成油墨，采用凹版印刷技术印制成叉指结构微型超级电容器。在25µA/cm2的电流密度下，rGO和S-rGO微型超级电容器的比电容值分别为1.52mF/cm2和2.88mF/cm2，可以得出S-rGO叉指电极其比电容值优于rGO叉指电极。其次，为了进一步增加rGO叉指电极的电容性能。本论文采用生物分子辅助水热合成法合成MoS2/rGO复合材料作为电极材料。通过表征分析：MoS2/rGO复合材料为三维纳米“花状”结构，有利于活性材料与电解质的接触，同时

5、MoS2有着优异的电容特性，保证了其复合材料优良的电容性能。采用凹版印刷技术印I摘要上海师范大学硕士学位论文制成MoS22/rGO叉指结构微型超级电容器，在35µA/cm的电流密度下，其比电容值为6.56mF/cm2，且能量密度为0.58mWh/cm3时，功率密度为13.4mW/cm3。可以得出由于MoS2的引入和其复合材料的特殊结构，其电容性能得到了进一步提高。本论文创新地采用凹版印刷技术制备活性物质负载量较高的石墨烯基叉指结构微型超级电容器。通过改善rGO的结构、引入电容性能优异的MoS2和利用平面叉指构型，得到了电化学性能较好的S-rGO和MoS2/rGO叉指结构微型超级电容器。

6、关键词：微型超级电容器；凹版印刷；柔性PI；石墨烯及其复合材料论文类型：应用基础IIShanghaiNormalUniversityMasterofPhilosophyAbstractAbstractInthispaper,wereducedthethetransmissiondistanceofelectrolyteionsbyimprovinggraphenematerialsandadoptinginterdigitalelectrodes.Firstly,wepreparedreducedgrapheneoxide(rGO)andreducedgrapheneoxidewith

7、sulfonation(S-rGO)aselectrodes’materials.Bycharacterizing,itshowsthat,S-rGOhasbeenmanyfoldsanditsedgescurl,whichcanformacertainporositiesthatareconducivetotheinfiltrationofelectrolyteandensureitsgoodperformance.Afterpreparin